Suolistossa elävät mikrobit ovat avain hyvän terveyden kannalta. Dr_Microbe / iStock / Getty Images Plus

Et ehkä tiedä sitä, mutta sisälläsi asuu joukko mikrobeja, jotka ovat välttämättömiä uhkien, mukaan lukien COVID-19: n aiheuttavan viruksen, torjumiseksi.

Viimeisen kahden vuosikymmenen aikana tutkijat ovat oppineet, että kehossamme on enemmän bakteerisoluja kuin ihmisillä. Tämä meissä ja päällä elävä bakteerien yhteisö, jota kutsutaan mikrobiomiksi, muistuttaa yritystä, jossa kukin mikrobilaji suorittaa erikoistuneita töitä, mutta kaikki pyrkivät pitämään meidät terveinä. Suolessa bakteerit tasapainottavat immuunivasteen taudinaiheuttajia vastaan. Nämä bakteerit varmistavat, että immuunivaste on tehokas, mutta ei niin väkivaltainen, että se vahingoittaa isäntää.

Suolissamme olevat bakteerit voivat saada aikaan tehokkaan immuunivasteen viruksia vastaan, jotka eivät vain tartuta suolistoa, kuten norovirus ja rotavirus, mutta myös ne, jotka tartuttavat keuhkoja, kuten influenssavirus. Hyödylliset suolimikrobit tekevät tämän käskemällä erikoistuneita immuunisoluja tuottamaan tehokkaita viruslääkkeitä, jotka lopulta eliminoivat virusinfektiot. Ja sellaisen ihmisen keholla, josta puuttuu nämä hyödylliset suolibakteerit, ei ole yhtä voimakasta immuunivastetta tunkeutuville viruksille. Tämän seurauksena infektiot voivat jäädä tarkastamatta ja aiheuttaa terveydelle haittaa.

Olen mikrobiologi kiehtoo tapoja, joilla bakteerit muokkaavat ihmisten terveyttä. Tärkeä tutkimuskohde on selvittämässä, kuinka suolistossa populaattorit hyödylliset bakteerit torjuvat sairauksia ja infektioita. Viimeisin työni keskittyy linkkiin tietyn mikrobin ja COVID-19: n vakavuuden välillä potilailla. Lopullinen tavoitteeni on selvittää, miten suolen mikrobiomia voidaan parantaa ruokavalion avulla voimakkaan immuunivasteen aikaansaamiseksi - paitsi SARS-CoV-2: n, myös kaikkien taudinaiheuttajien kannalta.

Hyvät bakteerit auttavat immuunijärjestelmää torjumaan haitallisia mikrobeja. chombosan / iStock / Getty Images Plus

Kuinka asuvat bakteerit pitävät sinut terveenä?

Immuunipuolustuksemme on osa monimutkaista biologista vastetta haitallisille patogeeneille, kuten viruksille tai bakteereille. Kuitenkin, koska ruumiissamme asuu biljoonia enimmäkseen hyödyllisiä bakteereja, viruksia ja sieniä, immuunivasteen aktivoitumista säännellään tiukasti haitallisten ja hyödyllisten mikrobien erottamiseksi toisistaan.

Bakteerejamme ovat upeita kumppaneita, jotka auttavat ahkerasti immuunijärjestelmän puolustusta infektioiden torjunnassa. Perustutkimuksessa havaittiin, että hiirillä, joita hoidettiin antibiooteilla, jotka eliminoivat suolistossa olevat bakteerit, oli heikentynyt immuunivaste. Näillä eläimillä oli vähän virusta torjuvia valkosoluja, heikot vasta-ainevasteet ja heikko proteiinin tuotanto, joka on elintärkeää virusinfektioiden torjunta ja immuunivasteen modulointi.

Toisessa tutkimuksessa, hiiriä ruokittiin Lactobacillus bakteerit, joita käytetään yleisesti probiootteina fermentoidussa ruoassa. Nämä mikrobit vähenivät influenssainfektion vakavuutta. Lactobacilluskäsitellyt hiiret eivät menettäneet painoaan ja niillä oli vain lieviä keuhkovaurioita verrattuna käsittelemättömiin hiiriin. Samoin muut ovat huomanneet, että hiirien hoito Lactobacillus suojaa erilaisilta alatyypit vaikuttaa virus ja ihmisen hengitysteiden syntsyyttivirus - tärkein syy lasten keuhkoputkentulehdukseen ja keuhkokuumeeseen.

Fermentoidut elintarvikkeet, kuten kimchi, punajuuret, omenaviinietikka, kookosmaitojogurtti, kurkkua suolakurkkua ja hapankaalia voivat auttaa tuottamaan hyödyllisiä bakteereja. marekuliasz / iStock / Getty Images Plus

Krooninen sairaus ja mikrobit

Potilailla, joilla on kroonisia sairauksia, mukaan lukien tyypin 2 diabetes, liikalihavuus ja sydän- ja verisuonitaudit, on hyperaktiivinen immuunijärjestelmä, joka ei tunnista harmittomia ärsykkeitä ja liittyy muutettuun suoliston mikrobiomiin.

Näissä kroonisissa sairauksissa suoliston mikrobiomista puuttuu aktivoituvia bakteereja immuunisoluja jotka estävät vastaamisen suolistossamme olevia vaarattomia bakteereja vastaan. Tällaista suoliston mikrobiomin muutosta havaitaan myös keisarileikkauksella toimitetut vauvat, köyhiä kuluttavat ihmiset ruokavalio ja vanhukset.

Yhdysvalloissa 117 miljoonaa ihmistä - noin puolet aikuisväestöstä - kärsit tyypin 2 diabeteksesta, liikalihavuudesta, sydän- ja verisuonitauteista tai niiden yhdistelmästä. Tämä viittaa siihen, että puolella amerikkalaisista aikuisista on viallinen mikrobiomiarmeija.

Laboratoriossani tutkimus keskittyy sellaisten suolistobakteerien tunnistamiseen, jotka ovat kriittisiä tasapainoisen immuunijärjestelmän luomisessa, joka taistelee hengenvaarallisia bakteeri- ja virusinfektioita vastaan ​​samalla kun sietää hyödyllisiä bakteereja meissä ja päällä.

Koska ruokavalio vaikuttaa bakteerien monimuotoisuuteen suolistossa, laboratoriotutkimukset osoittavat, miten ruokavaliota voidaan käyttää kroonisten sairauksien hoitona. Eri elintarvikkeita käyttämällä ihmiset voivat siirtää suoliston mikrobiomin sellaiseen, joka parantaa terveellistä immuunivastetta.

Murrosella potilaista, jotka ovat saaneet SARS-CoV-2-viruksen, joka aiheuttaa COVID-19-taudin, kehittyy vakavia komplikaatioita, jotka edellyttävät sairaalahoitoa tehohoitoyksiköissä. Mitä monilla näistä potilaista on yhteistä? Vanhuus ja kroonisiin ruokavalioon liittyvät sairaudet, kuten liikalihavuus, tyypin 2 diabetes ja sydän- ja verisuonitaudit.

Lihavuus, tyypin 2 diabetes ja sydän- ja verisuonitaudit vaikuttavat suhteettomasti mustiin ja latinalaisiin, jotka kaikki liittyvät huonoon ravitsemukseen. Ei siis ole sattumaa, että nämä ryhmät ovat kärsineet enemmän COVID-19-kuolemista verrattuna valkoisiin. Tämä pätee paitsi Yhdysvalloissa myös Britanniassa.

COVID-19-vakavuutta ennustavien mikrobien löytäminen

COVID-19-pandemia on innoittanut minua siirtämään tutkimusta ja tutkimaan suoliston mikrobiomin roolia liian aggressiivisessa immuunivasteessa SARS-CoV-2-infektiota vastaan.

Kollegani ja minä olemme olettaneet, että kriittisesti sairailla SARS-CoV-2-potilailla, joilla on liikalihavuus, tyypin 2 diabetes ja sydän- ja verisuonisairaudet, on muuttunut suolen mikrobiomi, joka pahentaa Äkillinen hengitysvaikeusoireyhtymä.

Akuutin hengitysvaikeusoireyhtymän, hengenvaarallisen keuhkovaurion, SARS-CoV-2-potilailla uskotaan kehittyvän immuunivasteen kohtalokas ylireaktio nimeltään a sytokiini myrsky joka aiheuttaa hallitsemattoman tulvan immuunisolujen pääsy keuhkoihin. Näillä potilailla niiden oma hallitsematon tulehduksellinen immuunivaste, ei itse virus, aiheuttaa vaikea keuhkovaurio ja moniorganisaatioviat jotka johtavat kuolemaan.

Useita tutkimuksia kuvattu yhdessä äskettäisessä katsauksessa ovat tunnistaneet muutetun suolen mikrobiomin COVID-19-potilailla. Mikrobiomissa ei kuitenkaan tunneta tiettyjä bakteereja, jotka voisivat ennustaa COVID-19: n vakavuuden.

Tämän kysymyksen ratkaisemiseksi kollegani ja minä rekrytoimme COVID-19-sairaalahoitoa saaneita potilaita, joilla on vaikeita ja kohtalaisia ​​oireita. Keräsimme uloste- ja syljenäytteet sen määrittämiseksi, voisivatko suolen ja suun mikrobiomissa olevat bakteerit ennustaa COVID-19: n vakavuutta. Mikrobiomimarkkereiden tunnistaminen, joilla voidaan ennustaa COVID-19-taudin kliiniset tulokset, on avain kiireellistä hoitoa tarvitsevien potilaiden priorisoimisessa.

Me osoitimme, paperissa, jota ei ole vielä vertaisarvioitu, että suolen mikrobiomin koostumus on vahvin ennustaja COVID-19: n vakavuudesta verrattuna potilaan kliinisiin ominaisuuksiin, joita yleisesti käytetään siihen. Erityisesti tunnistimme, että bakteerin esiintyminen ulosteessa - kutsutaan Enterococcus faecalis- oli vahva COVID-19-vakavuuden ennustaja. Yllätyksettömästi, Enterococcus faecalis on yhdistetty krooninen tulehdus.

Enterococcus faecalis ulosteista kerättyjä voidaan kasvattaa kehon ulkopuolella kliinisissä laboratorioissa. Näin ollen E. faecalis testi voi olla kustannustehokas, nopea ja suhteellisen helppo tapa tunnistaa potilaat, jotka todennäköisesti tarvitsevat enemmän tukihoitoa ja terapeuttisia toimenpiteitä selviytymismahdollisuuksiensa parantamiseksi.

Mutta tutkimuksestamme ei vielä ole selvää, mikä on muuttuneen mikrobiomin vaikutus immuunivasteeseen SARS-CoV-2-infektiolle. Tuore tutkimus on osoittanut sen SARS-CoV-2-infektio laukaisee immuunisolujen epätasapainon nimeltään T-säätelysolut, jotka ovat kriittisiä immuunitasapainolle.

Suolen mikrobiomin bakteerit ovat vastuussa asianmukainen aktivointi näiden T-sääntelyn piiriin solut. Minun kaltaisten tutkijoiden on siis otettava toistuvat potilaan ulosteet, sylki- ja verinäytteet pidemmällä aikavälillä oppiakseen, kuinka COVID-19-potilailla havaittu muuttunut mikrobiomi voi moduloida COVID-19-taudin vakavuutta, ehkä muuttamalla T-solujen kehitystä. säätelysolut.

Latinan tutkijana, joka tutkii ruokavalion, mikrobiomin ja immuniteetin välisiä vuorovaikutuksia, minun on korostettava parempien politiikkojen merkitystä terveellisten elintarvikkeiden saatavuuden parantamiseksi, mikä johtaa terveellisempään mikrobiomiin. On myös tärkeää suunnitella kulttuurisesti herkät ruokavaliotoimet mustille ja latinalaisille yhteisöille. Vaikka hyvälaatuinen ruokavalio ei välttämättä estä SARS-CoV-2-infektiota, se voi hoitaa sen vakavuuteen liittyviä taustalla olevia ehtoja.

Takeaways

• Suolistasi asuu biljoonia bakteereja, jotka ovat välttämättömiä terveyden ylläpitämiseksi.

• Jotkut näistä mikrobeista auttavat säätelemään immuunijärjestelmää.

• Uusi tutkimus, jota ei ole vielä vertaisarvioitu, osoittaa, että tiettyjen bakteerien esiintyminen suolistossa saattaa paljastaa, mitkä ihmiset ovat alttiimpia vakavammalle COVID-19 -tapaukselle.

Author

Ana Maldonado-Contreras, mikrobiologian ja fysiologisten järjestelmien apulaisprofessori, Massachusettsin yliopiston lääketieteellinen koulu

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat:

Keho pitää pisteet: Aivomieli ja keho trauman paranemisessa

esittäjä (t): Bessel van der Kolk

Tämä kirja tutkii trauman ja fyysisen ja henkisen terveyden välisiä yhteyksiä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita paranemiseen ja palautumiseen.

Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi

Breath: kadonneen taiteen uusi tiede

Kirjailija: James Nestor

Tämä kirja tutkii hengityksen tieteitä ja käytäntöjä ja tarjoaa oivalluksia ja tekniikoita fyysisen ja henkisen terveyden parantamiseksi.

Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi

Kasviparadoksi: "terveellisten" elintarvikkeiden piilotetut vaarat, jotka aiheuttavat sairauksia ja painonnousua

Kirjailija: Steven R. Gundry

Tämä kirja tutkii ruokavalion, terveyden ja sairauksien välisiä yhteyksiä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita yleisen terveyden ja hyvinvoinnin parantamiseksi.

Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi

Immunity Code: Uusi paradigma todelliselle terveydelle ja radikaalille ikääntymisen estämiselle

Kirjailija: Joel Greene

Tämä kirja tarjoaa uuden näkökulman terveyteen ja immuniteettiin, hyödyntäen epigenetiikan periaatteita ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita terveyden ja ikääntymisen optimoimiseksi.

Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi

Täydellinen opas paastoon: paranna kehosi jaksoittaisella, vuorotellen ja pitkällä paastolla

Tohtori Jason Fung ja Jimmy Moore

Tämä kirja tutkii paastoamisen tiedettä ja käytäntöä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita yleisen terveyden ja hyvinvoinnin parantamiseksi.

Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi